JPH0220249B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、巻線として形成された電気的な加熱
抵抗体が絶縁担体に固定される、電気的な放射型
加熱要素の製作方法に関する。

〔従来の技術とその欠点〕

特開昭49−132628号公報により、巻線をヘアピ
ン状の部材で絶縁担体に固定する方法が知られて
いる。この方法は固定に時間がかかり、かつ加熱
巻線を確実に固定保持することができない。なぜ
なら、ヘアピン状部材が絶縁材料から抜ける恐れ
があるからである。

実公昭41−780号公報の場合には、巻線が接着
剤によつて絶縁担体に固定される。この場合、付
加的な材料（接着剤）と付加的な接着作業が必要
であり、かつはげ落ちる危険にさらされる。接着
が解離される危険は２個所で生じる。すなわち、
一方では巻線と接着剤の間で、そして他方では接
着剤と絶縁担体の間で生じる。更に、接着剤は巻
線の内部まで充分に達している。

実用新案公告第2725号公報によつて加熱要素が
知られている。この場合、加熱抵抗体がリブに埋
め込まれ、加熱抵抗体全体がリブを通過して延び
ている。従つて、加熱抵抗体全体がこのリブによ
つて囲まれているので、埋め込まれた範囲に熱が
溜まる危険があり、それによつて加熱抵抗体が加
熱され、焼切れることになる。

〔発明の課題〕

本発明の課題は、低コストでかつ付加的な固定
部材を必要とせずに、電気的な加熱抵抗体を絶縁
担体に確実に固定することができ、かつ電気的加
熱抵抗体が良好な放射加熱特性と長い寿命を有す
る放射型加熱要素の製作方法を提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は本発明に従い、巻線が、ほぼ板状の
繊維質絶縁材料を表面に含む塑性変形可能な絶縁
担体に押込まれ、続いて絶縁担体が硬化または乾
燥されることによつて解決される。

〔発明の作用効果〕

すなわち、巻線は、接着剤、ヘアピン等のよう
な付加的な固定手段を用いないで、絶縁担体に直
接固定される。従つて、この方法は、短い時間で
実施することができる。しかも、巻線は申し分な
く固定され、熱膨張を受けても確実に固定保持さ
れる。

〔発明の実施態様とその効果〕

巻線の押込みは好ましくは、絶縁担体のプレス
工程時に行われる。それによつて、他の方法ステ
ツプが省略される。絶縁材料が巻線の個々の巻の
間の中間空間に少しだけ侵入し、線だけを取り囲
み、そして巻線の内部空間が絶縁材料によつてほ
とんど塞がれないように、巻線の高さの一部だけ
が絶縁担体に押込まれていると非常に有利であ
る。すなわち、線の個々の巻は、繊維質材料から
離れない格子の如く作用する。従つて、結合剤ま
たは短い繊維だけが、押込み時に巻線の空の内部
に侵入することができる。すなわち、巻線は下側
の範囲だけが絶縁材料によつて取り囲まれてい
る。しかも、この範囲においてもその他の巻線内
部は空いている。それによつて、この範囲に、絶
縁担体の凹部が形成される。よつて、巻線の内部
は放射を妨害せず、かつ放射面は全く埋め込まれ
ていない巻線に比べてほんの少ししか狭くなら
ず、しかも加熱すべき側と反対側の面だけが被覆
される。

巻線のすべての巻のうち、ほんの一部だけが埋
め込まれ、その外周の残りの範囲が露出している
と好都合である。

絶縁担体を構成する絶縁材料は、好ましくは結
合剤を有する繊維を含んでいる。絶縁担体がまだ
軟らかいかまたは塑性変形可能であるときに、巻
線が押込まれる。その後、乾燥、硬化または燃焼
工程が行われ、巻線が永久的に固定保持される。

〔実施例〕

図示した本発明の実施例を詳しく説明する。

第１図に示したガラスセラミツク板１１は、残
りの部分を詳しく図示していない電気料理器の料
理面を形成する。このガラスセラミツク板の下方
には、加熱ユニツト１２が設けられており、しか
も特に、図示していないばね要素によつてガラス
セラミツク板１１の下面に押圧されている。加熱
ユニツト１２は薄板からなる皿状担持体１３を有
している。この皿状担持体は、平らな底面を有す
る偏平な鉢の形をした下側の薄板部分１４と、Ｚ
状の横断面を有するリングの形をした上側の薄板
部分１５とからなつている。両薄板部分は、その
重なり合つている環状フランジのところで互いに
連結されている。

皿状担持体１３は絶縁物で内張りされている。
この絶縁物は、皿状担持体の底部１６に対して平
行に延びている、二つの絶縁層または絶縁板１
７，１８と、絶縁リング１９とからなつている。
この絶縁板１７，１８は異なる材料で形成するこ
とができる。ここで使用される高温に耐える絶縁
物の場合、熱絶縁特性は一般的に、機械的強度が
増大するにつれて減少する。絶縁板１７，１８
は、実際には機械的に強く負荷されないので、機
械的強度は比較的に弱くても熱絶縁性の高い材料
が使用される。その際、下側の絶縁層１７は、例
えば全く圧縮されていないか少しだけ圧縮された
ばら状材料（例えば細かく分散された珪酸）によ
つて形成することもできるし、またこれは加熱ユ
ニツトの最も冷たい個所であるので、あまり耐熱
特性の高くない材料で作ることもできる。これに
対して、或る程度の支持機能を有する絶縁リング
１９は機械的に幾分強く負荷される傾向がある。
この絶縁リング１９は繊維質の絶縁材料、例えば
酸化アルミニウム繊維で作ることができる。この
酸化アルミニウム繊維は、適当な結合剤を加えて
圧縮すると、板紙状組織を得ることができる。類
似した材料は、商取引で“フアイバーフラツク
ス”と呼ばれている。しかしながら、絶縁用基材
として他の鉱物繊維を使用することができる。

上側の絶縁層１８の上にしかも絶縁リング１９
の内側に、絶縁担体２０がある。この絶縁担体
は、絶縁リング１９のリング状凹部内でその縁部
が取り囲まれており、円板の形をしている。ガラ
スセラミツクレンジのための普通の加熱体の場
合、寸法は直径15cm、厚さ５cmのオーダーにあ
る。この絶縁担体は同様に、非常に高い耐熱性を
有する、圧縮された繊維質絶縁材料からなつてお
り、そしてその表面に、巻線からなる渦巻き状に
延びる加熱抵抗体２１を担持している。それによ
つて、加熱されない中央領域２２を有するリング
状加熱領域が形成される。

加熱抵抗体２１はその長さの大部分が、絶縁担
体２０の表面２３に載つているかまたはその直ぐ
上にある。絶縁担体のほぼ平らな表面２３には、
半径方向に延びる突出部（隆起部）２４，２５が
形成されている。突出部２４は外側縁部から加熱
されない中央領域まで延びているが一方、突出部
２５はその約半分の長さで終わつている。従つ
て、突出部２４，２５の間隔が所定の範囲内に保
たれる。これらの突出部２４，２５は、結合剤を
有する繊維材料をプレスすることによつて製作す
る際に、絶縁担体２０を型押しすることによつて
作られる。その際、加熱抵抗体２１が一緒に押込
まれるので、加熱抵抗体２１が突出部２４，２５
に侵入し、この突出部２４，２５によつて固定保
持される。特に第２図と第３図から判るように、
加熱抵抗体２１は突出部２４，２５の領域におい
て、特にその巻の円周の半分より幾らか多く埋設
されている。この場合、しかしながら巻の上側の
部分と内部が突出部２４，２５の中に埋まつてい
ない。

それによつて加熱抵抗体２１は非常に良好に固
定保持され、その熱放射はほとんど妨害されな
い。突出部２４，２５の間の範囲においては、加
熱抵抗体２１の放熱は全く妨害されず、そして突
出部２４，２５の範囲においては巻の下側部分だ
けしか放熱を妨害されない。それによつて、上方
への良好な放熱状態を保証する非常に有効な加熱
要素が作られる。

絶縁担体２０は例えば材料を適宜選択すること
によつてあるいは材料を強くプレスすることによ
つて、他の絶縁物よりも高い機械的強度を有する
ようにすべきである。絶縁担体は、或る程度の板
紙状組織を有する円板を形成する。この円板は製
作、組立および修理の際に、無造作に取り扱うこ
とができる。加熱抵抗体はこの円板状絶縁担体に
しつかり固定保持されるので、シヨツクまたは熱
ひずみにより弛むことがない。

突出部２４，２５を形成する型押しにより、絶
縁担体の下面に凹部２６が生ずる。特に上側の絶
縁板１８の上面に、同様に凹部２７が設けられる
ので、互いに交叉するこの凹部が付加的に絶縁を
行う空気室を形成する。巻線の電気的な接続線が
絶縁担体を通つて下方へ延びていることが好まし
い。そのため、接続線は例えば一つの凹部２６を
通過している。適当な接続ピンまたは舌片は、プ
レスするときに、絶縁担体の未だ軟らかい材料を
貫通させて押し込むことができる。絶縁担体はプ
レスの後、通常のように乾燥または燃焼過程にさ
らされる。

加熱ユニツトの組立は次のように行われる。先
ず、絶縁層１７，１８が下側の薄板部分１４内に
注ぎ込まれ、およびまたは絶縁層が予めプレスさ
れた円板である場合には挿入され、そしてこの絶
縁層の上に絶縁担体２０が置かれる。接続線２８
は薄板部分１４，１５の間の範囲に設けられた切
欠き２９を通つて側方から外へ案内される。その
後、絶縁リング１９が載せられ、加熱ユニツトは
上側の薄板部分１５に載せて固定することにより
作られる。絶縁リング１９はガラスセラミツク板
１１に接する、上方へ突出した環状領域を有す
る。

第１図には、一実施例が示してある。この実施
例の場合、温度制限器または温度調節器３１が配
設されており、その棒状の温度フイーラー３２は
加熱抵抗体２１とガラスセラミツク板１１の下面
との間に形成される放射空間３３を通つて直径方
向に延びている。その際、温度フイーラーは薄板
部分１５と絶縁リング１９の開口部を通つてい
る。この実施例の場合、特にガラスセラミツク板
１１が場合によつて破壊されるかもしれないとき
には、温度フイーラーに接触しないようにするた
めに、温度フイーラーを例えば石英管で破つて電
気的に絶縁しなければならない。この理由から、
第４図に示した実施例の場合には、温度調節器３
１が両薄板部分１４，１５の水平中心線に沿つ
て、そして絶縁リング１９′の下面と絶縁層１
８′の上面に形成された凹部を通つている。また、
絶縁担体２０は温度フイーラー３２のために直径
方向の凹部３４を有している。温度フイーラーは
比較的に良好な加熱温度を感知する。なぜなら、
絶縁担体は機械的強度が高く、かつ熱絶縁性が低
いので、加熱部の温度を非常に迅速に感じるから
である。

この実施例によつて、放射空間３３が空くの
で、アース格子３５を組み込むことができる。こ
のアース格子は絶縁リング１９′の肩部に載つて
おり、ガラスセラミツク板のすぐ下方で、電圧下
にある加熱抵抗体２１に対する接触防護装置を形
成する。

すべての絶縁板１７，１８，１９と絶縁担体２
０が、機械的強度にとつて重要である圧縮を施さ
れるので、絶縁部材の表面は接触するときに幾ら
か摩耗する。この理由から、絶縁部材の表面に特
別の処理を施すことができる。例えば表面の部分
の結合剤の添加量を多くするかまたは耐熱性表面
は、上方への熱放射を良好にするラツカを備える
と有利である。

通常、加熱ユニツトは円形である。絶縁担体を
円形に形成すると有利である。しかしながら、料
理板の通常の四角構造物に良好に適合させるため
には、長方形または正方形の加熱ユニツトを用い
てもよい。この場合、絶縁担体は丸いものを使用
し、絶縁リングは外側が四角形、内側が円形とす
ることができる。

加熱領域が丸いときに絶縁担体または絶縁リン
グを四角形にする場合には、加熱されない隅部
に、温度監視のための監視機器または感知機器を
配設することができる。好ましい実施例によれ
ば、非常に高い熱絶縁性を有するばら状の絶縁材
料が、絶縁層１７，１８の領域に用いられる。こ
のことは、密封閉鎖を可能にする、機械的に充分
に丈夫な絶縁担体に、加熱要素を取りつけること
によつて可能となる。電源または加熱出力が異な
る場合、その都度加熱抵抗体を備えた異なる絶縁
担体を作るだけでよい。一方、残りの加熱ユニツ
トは同じものでもよく、大量生産可能である。こ
のことは予備部品および修理部品確保のためにも
重要である。加熱抵抗体を渦巻き構造とすること
は２本巻によつて達成される。すなわち、加熱抵
抗体の両端部が外周部に位置し、そして巻線状の
加熱抵抗体の、互いに平行なそれぞれ二つの延長
部が中心まで延びている。供給導線を半径方向に
案内することによつて、絶縁担体が非常に良好に
接続されるだけでなく、無造作に積層可能であ
る。従つて、運搬が簡単になる。

絶縁担体上の加熱抵抗体は通常、渦巻き状の円
形巻線である。しかしながら、巻線を楕円形に、
しかもガラスセラミツク板の側の長さが短くなる
ように作ることができる。それによつて、大きな
巻線の場合にも、放射空間が充分に得られる。こ
の充分な放射空間は耐絶縁破壊のためにも必要で
ある。熱絶縁が良好でそして必要な絶縁破壊の強
さがある加熱ユニツトを非常に薄くすることは困
難である。なお、この場合の厚さは、台所設備の
可燃性部分に隣接させて設けることができるよう
にするために、加熱ユニツトの下側の温度は充分
に低くなければならない。

図示していない他の変形の場合には、例えば棒
−温度フイーラーのための場所を用意するため
に、絶縁担体（またすべての絶縁担体）上の個々
の場所において、巻線を幾分沈めて配設すること
ができる。このように沈めて配設したことによ
り、すべての放射面をより低くせずに、必要な絶
縁間隔が得られる。

前述の実施例の場合、各加熱ユニツトはガラス
セラミツク板に押圧される分離した皿状担持体を
有している。しかしながら、多数のユニツトを有
する料理器のために、例えば一つだけの皿状担持
体を用い、絶縁担体を収容するための多数の鉢状
凹部を形成する一つの絶縁物を前記担持体内に設
けることが可能である。

第５図乃至第９図に示した加熱ユニツト１１３
は、上から見ると、四角形特に正方形の平らな皿
の形の絶縁担体１１２を有している。この絶縁担
体は底部１１３と縁部１１４を備えており、絶縁
材料、例えばプレスによつて成形されそして結合
剤によつて充分に固められた繊維質絶縁材料から
作られている。

皿状内部空間１１６の方へ向いた底部１１４の
表面１１５は、特に第７図と第８図から判るよう
に、ジグザグ状になつている。すなわち、この表
面は、互いに平行に延びる波状突出部（隆起部）
１２１と凹部１２２とからなつている。しかしそ
の場合、頂点１１７は比較的に鋭利に形成されて
いる。ジグザグ形状は他の部分では比較的に平ら
である。

内部空間１１６内と表面１１５上には、巻線か
らなる加熱抵抗体１１８が配設されている。この
抵抗線は蛇行形に配設され、加熱抵抗体の隣接す
る部分１１９は比較的に密になつて互いに前後方
向に延びている。この部分１１９はＵ字形の領域
１２０によつて互いに接続されている。このＵ字
形の領域は例えば加熱された巻部を引張つて伸ば
すことにより、巻かれていない平滑な線として形
成されている。前記接続領域の線は、絶縁担体の
突出部１２４内に埋設されている。すなわち、特
に絶縁担体を硬化させる前に圧入される。突出部
は一つまたは複数のジグザグ状波の形を有するよ
うに形成することができる。従つて、理設された
領域は、充分に固定されているが最小の大きさに
抑えられる。

ジグザグ状突出部１２１とその間にある凹部１
２２は、加熱抵抗体部分１１９の延長に対して横
方向に延びている。この場合、第８図から判るよ
うに、特に一巻、どんな場合でも少数の巻数だ
け、加熱抵抗体がそれぞれ頂点１１７の領域にお
いて、硬化の前に圧入されて埋め込まれる。その
際、各巻のうち、表面１１５の方に向いた少しの
部分だけが埋設されており一方、巻の周囲の残り
の領域は埋設されていない。

第９図には変形が示してあり、この場合、一つ
の波が、突出部１２１と凹部１２２に対して横方
向に設けられている。従つて、加熱巻線が、突出
部の交点によつて形成された尖端部１２３に埋設
されている。

この方法により、加熱巻線を絶縁担体上に充分
に固定できるにもかかわらず、加熱巻線が非常に
狭い領域においてのみ埋設される。従つて、この
場所における局所的な過熱の危険がなくなる。こ
の過熱は焼切りを生じる。なお、前記の絶縁担体
は、容易に組立ができ、取扱が容易なユニツトを
形成する。更に、巻線が伸びたときに巻線がほぼ
ジグザグ形に表面に適合することができ、表面に
載る。従つて、圧縮して側方へ曲げることを要し
ない。特に、巻線の上方の全面積が空いており、
自由に放射可能である。蛇行形に形成することに
よつて、かなり良好な加熱面積割合が得られ、そ
のために、加熱巻線を比較的に密接して設けるこ
とができる。なぜなら、一方ではジグザグ状に形
成したことと、側方への偏倚を防止するようにし
たことにより短絡の危険を減らし、他方では個々
の部分１１９の間の電位差が非常に小さいので、
万一の短絡が大事に至らないからである。

接続領域１２０内では、巻かれていない線が用
いられるので、熱エネルギーが少ししか生じな
い。このことは、巻線のままＵ字形に湾曲させる
と、熱蓄積の危険が生じるので、非常に重要であ
る。更に、埋設によつて必要な固定が一層良好と
なる。

温度制限器または温度調節器である温度−開閉
機構１２６の温度フイーラー１２５は外側の加熱
抵抗体部分１１９の両側方で延びている。この場
合、棒状の温度フイーラーであり、このフイーラ
ーは伸縮スリーブと、その中に挿入された伸びが
比較的に少ない棒とからなつているフイーラーで
あり、絶縁担体の内方の縁部の全長にわたつて延
びており、縁部１１４と外側の部分１１９との間
でかつ加熱抵抗体の平面内に設けられている。こ
のフイーラーは縁部１１４の切欠き１２７を通つ
て突出しているので、開閉器を担持するフイーラ
ーのヘツドが加熱領域の外にある。この領域にお
いては、加熱抵抗体１１８の接続部が通過してお
り、開閉器ヘツドの直接部に直接接続することが
できる。従つて、この開閉器ヘツドの接続部は同
時に、加熱抵抗体用接続部を形成する。両側に温
度フイーラーを配設する場合、両接続部が温度開
閉機構に取りつけられている。従つて、別個の接
続部材を省略することができる。温度開閉機構は
加熱抵抗体と直列に接続されているので、温度フ
イーラーの動作が加熱抵抗体１１８を遮断する。

第５図と第６図には、変形としての温度開閉機
構の１２６′が示してある。この機構の温度フイ
ーラー１２５′は、絶縁担体のリブ１２１に形成
された凹部１２８内で、加熱抵抗体の面の少し下
方にある。しかし、この場合でも温度フイーラー
が部分１１９に対して平行に、しかも二つの部分
に対して近接して設けられている。従つて、温度
フイーラーは加熱抵抗体の温度の感知が良好とな
る。前記のように加熱抵抗体に対して温度フイー
ラーを平行に配設すると、ガラスセラミツク板内
に於ける温度の過上昇を避けるための制御および
温度制限が効果的に行われる。これにより、加熱
抵抗体とガラスセラミツク材料の温度上昇によつ
て、温度の急上昇が生じ、ガラスセラミツク表面
を傷つけることになる。すなわち、このことは他
方では出力にとつて好都合である。

第１０図に示した加熱ユニツト１１１は、絶縁
担体の形成および加熱抵抗体の形成と構造につい
ては、第５図の実施形と一致している。単に、温
度開閉機構１２６ａの他の構造が示してある。第
１１図から判るように、この温度開閉機構に属す
る温度フイーラー１２５ａは、絶縁担体１１２ａ
の底部１１３ａの深い凹部１３０内に設けられて
いる。この凹部と温度フイーラー１２５ａは、加
熱抵抗体１１８の個々の区分１１９の配設に対し
て横方向に延びている。フイーラー１２５ａが加
熱抵抗体のすぐ下方で延びているので、凹部３０
は石英ガラス板の形の蓋１３１を備えている。こ
の場合、フイーラーに、耐高温で絶縁性があり、
かつ熱放射を透過する材料からなる被覆材を設け
ることもできる。

本発明の範囲内において、図示された前述の実
施例から、多数の変形が可能である。すなわち、
例えば凹部１２２の領域において、平らな部分を
中間に接続することができるように、ジグザグ状
に形成物を選定することができる。加熱抵抗体を
固定する際、特に、頂点１７を比較的に鋭利に
し、それによつて加熱巻線の埋設領域を比較的に
狭くするように注意すべきである。この加熱ユニ
ツトは、前述のように、ガラスセラミツク料理板
を加熱するためだけでなく、他の対象物例えば工
業炉において金属板または金属壁、あるいは容器
を加熱するためにも使用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はガラスセラミツク料理器の放射型加熱
器の、部分的に屈曲させて切断した中央断面図、
第２図は加熱ユニツト内に使用される絶縁担体の
斜視図、第３図は第１図において一点鎖線で描い
た円の部分の拡大図、第４図は第１図の図示方
法で加熱ユニツトの変形を示す断面図、第５図は
一点鎖線で他の実施例を示す加熱ユニツトの平面
図、第６図は第５図の−線に沿つた断面図、
第７図は第５図の−線に沿つた断面図、第８
図は第７図の断面図に対応する拡大断面図、第９
図は第６図の断面図に対応する変形の拡大断面
図、第１０図は他の実施例の詳細部の平面図、第
１１図は第１０図のXI−XI線に沿つた詳細部の拡
大断面図である。 １１……ガラスセラミツク板、１３……皿状担
持体、１７，１８，１９，１９′……絶縁物、２
０……絶縁担体、２１……加熱抵抗体、２３……
絶縁担体の表面、２４，２５……突出部、２８…
…供給導線、３２……温度フイーラー、３５……
アース格子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 巻線として形成された電気的な加熱抵抗体が
   絶縁担体に固定される、電気的な放射型加熱要素
   の製作方法において、巻線が、ほぼ板状の繊維質
   絶縁材料を表面に含む塑性変形可能な絶縁担体に
   押込まれ、続いて絶縁担体が硬化または乾燥され
   ることを特徴とする電気的な放射型加熱要素の製
   作方法。 ２ 巻線の押込みが、絶縁担体のプレス工程時に
   行われることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項記載の電気的な放射型加熱要素の製作方法。 ３ 絶縁材料が巻線の個々の巻の間の中間空間に
   少しだけ侵入し、線だけを取り囲み、そして巻線
   の内部空間が絶縁材料によつてほとんど塞がれな
   いように、巻線の高さの一部だけが絶縁担体に押
   込まれることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の電気的な放射型加熱要素の
   製作方法。 ４ 巻線の巻のほんの一部だけが埋め込まれ、そ
   の外周の残りの範囲が露出していることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項から第３項までのい
   ずれか一つに記載の電気的な放射型加熱要素の製
   作方法。